中國對氫能產業發展的興趣與氫能在交通運輸領域的應用密切相關。截止到2020年底，中國已擁有全球范圍內數量最多的燃料電池重卡以及商用車。根據《氫能技術世界》統計，大多數在中國舉辦的氫能主題的行業活動都聚焦了燃料電池的交通運輸應用和技術發展。為了推動這些領域的進步和創新，中國正在通過政府資助促進產業發展。那么，中國氫燃料電池領域最值得關注的最新動態有哪些呢?

一、氣體擴散層

雙極板和膜電極組件(MEA)是質子交換膜燃料電池中最關鍵的兩個部件，在很大程度上決定了燃料電池電堆的性能。雖然目前只有少數國內公司能夠進行綜合MEA核心部件（包括催化劑，PEM和氣體擴散層）的國產化，但在政府的鼎力支持下，燃料電池行業的國產化、商業化進程正在提速。

氣體擴散層(GDL)是MEA的重要組成部分，負責PEM燃料電池中的氣體和水的傳輸。良好的GDL材料具有高機械強度、高導電性和高透氣性。碳纖維紙是制造GDL的主要材料，一直以來是阻礙國產化的技術障礙。

過去，由于國內缺乏碳纖維紙生產基地，中國GDL制造商一直依賴國外供應商（如日本東麗和德國西格里等）進口碳纖維紙。然而，兩年前，隨著通用氫能G-Hydrogen成為第一家開始大規模生產GDL和碳纖維紙的中國公司，國內行業向自力更生邁出了重要一步。

深圳市通用氫能科技有限公司的公司代表向《氫能技術世界》透露，在中國南方推出一條年產10萬平方米的滾輥GDL生產線后，該公司最近又在中國北方建立了一個全自動工廠，可制造長達1000米的碳纖維紙。兩條生產線的產品種類齊全，覆蓋碳纖維紙、碳紙和GDL。

據公司代表介紹，通用氫能的突破性進展源于創新性地采用聚四氟乙烯 (PTFE) 和氟化乙丙烯制成的先進疏水劑對碳布 GDL 進行表面處理，敏感度的增加提高了燃料電池的性能。迄今為止，通用氫能已為主要行業參與者（如巴拉德動力公司，捷氫科技和濰柴動力）供應GDL-S-16，GDL-S-18，GDL-S-20和GDL-S-22產品，適用于液冷和風冷燃料電池堆。

二、金屬雙極板和涂層

在燃料電池技術中，雙極板是PEM電堆的核心部件，在氫氣和氧氣轉化為電和水的過程中起著核心作用。雙極板充當燃料電池兩個極的載體——陽極板和陰極板，負責導電、反應中H2和O2的分布以及反應散熱。

當前，中國燃料電池的應用焦點可能仍是交通運輸領域，尤其是是卡車和客車，但是在乘用車上的應用正在興起。據中國市場研究公司華經情報的數據顯示，2021年，全國雙極板產能約為2000萬片。53%的國內制造的燃料電池堆由石墨雙極板組成，其余47%采用金屬雙極板。與2020年相比，金屬雙極板的數量增長了203%。

在乘用車市場的推動下，越來越多的中國雙極板制造商在增加產能。與石墨雙極板相比，金屬雙極板被認為是長期目標下降成的更好選擇，并且是用于乘用車燃料電池堆更有效的解決方案。在金屬雙極板的整個生產過程中包括成型、沖壓、涂層和封裝，涂層通常占整個板成本的50%，是金屬雙極板壽命的關鍵。

這方面，國內行業領導者之一的上海治臻新能源推出了一種切實可行的技術解決方案，不僅將涂層成本降低一半，還將產品壽命從數千小時延長到20000小時以上。

不同于在鈦或不銹鋼基體上使用貴金屬涂層的主流方法，上海治臻在非晶碳涂層中引入了具有特定結晶取向的納米晶體結構。由于在碳涂層和金屬之間形成化學鍵在技術上具有挑戰性，該公司還實施了層間梯度匹配技術和增強等離子體沉積技術。

真空鍍膜技術應用范圍極廣，除了在數碼相機、LCD投影機的鏡頭、反射鏡和濾光片等廣泛使用光學薄膜涂層的市場之外，在金屬雙極板上的應用也在快速發展。廣東匯成真空科技股份有限公司的公司代表告訴《氫能技術世界》:“中國的薄膜涂層物理氣相沉積生產線的開發與其他國家相比，具有很強的優勢。”這家真空鍍膜公司采用了高功率脈沖磁控濺射（HIPIMS)技術，這是薄膜沉積技術的一個相對較新的進步，它的輸出能力高達每分鐘九片420x151x0.1毫米的金屬雙極板。

三、先進技術推動國內生產

材料污染會影響燃料電池性能。根據國外Journal of Power Sources雜志發表的一篇論文顯示，即使是燃料、空氣流或燃料電池系統組件中存在的微量雜質，也可能嚴重毒害陽極，膜和陰極。

識別燃料電池污染源至關重要。根據帝斯曼工程材料有限公司的 Tamim P. Sidiki博士、于斌和Robet Janssen博士最近的研究表明，雖然熱塑性塑料是燃料電池系統的理想選擇，但持續直接接觸燃料電池系統中的氣體和液體，會導致熱塑性組分的水解，伴隨的離子浸出可能導致膜污染。在眾多的工程材料中，聚苯硫醚(PPS)以其優異的耐水解性和低離子浸出性而脫穎而出。然而，帝斯曼能夠基于XytronTM PPS創建一個完整的材料組合和仿真平臺，以實現更低的離子浸出和更好的耐水解性。

“帝斯曼的燃料電池相關產品在全球范圍內使用，但與西方市場相比，中國市場在實踐新的研發成果方面反應更快。”帝斯曼全球汽車電氣化高級工程經理于斌說，“中國政府早在2019年就開始推出激勵措施促進燃料電池行業發展，帝斯曼PPS材料僅在一年后，即2020年就進入批量生產。目前，大多數國產燃料電池電堆和系統使用的是帝斯曼PPS材料。”

按照以往慣例，中國的能源領域一直由國有企業和國有資本投資公司主導，從而削弱外國公司在本地市場的競爭。然而，說到氫能的應用，尤其是在燃料電池領域，具有強大技術優勢的外國投資者和外資公司將對本地市場構成足夠的吸引力。

在不少積極融入中國燃料電池產業發展的外資公司中，瑞士精密加工公司法因圖爾是一家典型代表。在江蘇省太倉市設有工廠的法因圖爾（FEINTOOL），已與德國激光專家SITEC攜手合作，從2023年起，將在中國市場推出年產量為1000萬片的金屬雙極板，該產品將結合法因圖爾最新的FEINforming技術以及最新一代液壓機FB one。

在政府資金的激勵和外國技術的加持下，中國對氫燃料電池的快速應用正在提升國內技術進步以及該領域的制造能力，為降低成本鋪平道路，而降本的目標實現也將進一步加速燃料電池技術及其應用的部署。

原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：中國氫燃料電池的最新技術發展趨勢